EP1666582A1 - Dispositif de prélèvement de carottes pour tissue array - Google Patents

Dispositif de prélèvement de carottes pour tissue array Download PDF

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EP1666582A1
EP1666582A1 EP05292381A EP05292381A EP1666582A1 EP 1666582 A1 EP1666582 A1 EP 1666582A1 EP 05292381 A EP05292381 A EP 05292381A EP 05292381 A EP05292381 A EP 05292381A EP 1666582 A1 EP1666582 A1 EP 1666582A1
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punch
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punches
cores
blocks
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Pierre Chaumat
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ALPHELYS
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    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C12—BIOCHEMISTRY; BEER; SPIRITS; WINE; VINEGAR; MICROBIOLOGY; ENZYMOLOGY; MUTATION OR GENETIC ENGINEERING
    • C12M—APPARATUS FOR ENZYMOLOGY OR MICROBIOLOGY; APPARATUS FOR CULTURING MICROORGANISMS FOR PRODUCING BIOMASS, FOR GROWING CELLS OR FOR OBTAINING FERMENTATION OR METABOLIC PRODUCTS, i.e. BIOREACTORS OR FERMENTERS
    • C12M3/00—Tissue, human, animal or plant cell, or virus culture apparatus
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C12—BIOCHEMISTRY; BEER; SPIRITS; WINE; VINEGAR; MICROBIOLOGY; ENZYMOLOGY; MUTATION OR GENETIC ENGINEERING
    • C12M—APPARATUS FOR ENZYMOLOGY OR MICROBIOLOGY; APPARATUS FOR CULTURING MICROORGANISMS FOR PRODUCING BIOMASS, FOR GROWING CELLS OR FOR OBTAINING FERMENTATION OR METABOLIC PRODUCTS, i.e. BIOREACTORS OR FERMENTERS
    • C12M33/00—Means for introduction, transport, positioning, extraction, harvesting, peeling or sampling of biological material in or from the apparatus

Definitions

  • the technical sector of the present invention is that of devices for producing "tissue array”.
  • tissue array is a technique for mounting sections of biological tissue on a microscope slide for visual or electronic analysis.
  • the "tissue array” technique allows the assembly of a large number of tissue sections on the same blade, unlike the technique traditionally practiced in pathology laboratories with which one to three sections can be mounted together.
  • tissue array involves taking one or more cores in several tens or even hundreds of different blocks containing tissue samples either in paraffin or frozen. All the cores are then assembled in a paraffin block or in a frozen inclusion medium in which recesses have been made.
  • tissue array technique is well known and it is not necessary to describe it in more detail.
  • US-6103518 which describes a coring device.
  • the proposed embodiment is complex and based on a pivoting arm so as to bring successively into a working position two picking punches. The rotation of the punch to the other forces a perfect alignment of the two punches above the core position.
  • the position of the platform door donor blocks must be changed at each operation, which makes the use of such a device inconvenient and slow.
  • the object of the present invention is to provide a coring device of simple design, easy to implement for the user and to overcome these disadvantages.
  • the subject of the invention is therefore a device for sampling cores intended for the construction of a "tissue array" of the type comprising a coring punch for making recesses in one or more so-called receiver blocks, a carrot sampling punch. sample and ejection means in one or more receptive blocks paraffin or in any medium frozen or not cores taken, characterized in that the coring punch is mounted substantially coaxially in the punch, the punch sampling being in the external position, the two punches being movable in translation and / or rotation relative to each other, and the ejection means being arranged to eject the cores of each punch.
  • the ejection means is disposed in the picking punch.
  • the ejection means is in the form of a rod.
  • the outer diameter of the rod is close to the internal diameter of the sampling punch.
  • the punches and the ejection means are movable in translation and in rotation independently of one another.
  • the internal diameter of the core punch substantially corresponds to the external diameter of the core taken from the donor block.
  • the sampling punch has an internal diameter substantially corresponding to the outer diameter of the core taken from the recipient block.
  • the punches have a sharp edge, intended to facilitate the penetration of said punches in the paraffin or frozen block and the extraction of the cores.
  • the device comprises an optical system and a first software interface allowing the setting of the coring position (s) on a donor block, a second software interface for setting the positions of the cores on the one or more recipient blocks, and a system of positive identification of donor and recipient blocks.
  • a first advantage of the device according to the invention lies in the fact that it allows pathologists to study a large number of patients simultaneously with a limited budget and within a limited time. This makes it possible to greatly accelerate the progress of knowledge in research towards new prognostic and diagnostic methodologies and therefore new treatments.
  • FIG. 1 shows a coring device 1 mounted on a support 2 which is itself secured to a frame 3 fixed on a support plate 4 intended to support all the elements necessary for the operation of the device, such as a central unit hydraulic or electrical necessary to control the various elements as will be explained below. It conventionally comprises a coring punch 6 and a sampling punch 5.
  • these two punches 5 and 6 are arranged aligned on the same longitudinal axis by defining an internal punch and an external punch.
  • the support 2 receives the external punch 5, the internal punch 6 and an ejector 7.
  • These three pieces are mounted aligned on the same axis and being sliding one part compared to the other.
  • the punches 5 and 6 are in the form of two tubes, the inner punch 6 being inserted into the outer punch 5. These two punches slide in a movement back and forth independently of one another.
  • the ejector 7 is in the form of a solid cylindrical part inserted in the internal punch. All these three parts thus constitute a compact assembly to ensure all the features of the device 1. Moreover, these three parts are made mobile either manually using rack systems or using the hydraulic plant mentioned above.
  • a support plate 8 on which are fixed two coring blocks 9 and 10.
  • the block 9 consists for example of a tissue sample in which we will take samples. This block 9 will be called donor block.
  • Block 10 is a blank block for receiving samples taken from different donor blocks. Block 10 will be qualified receiver block. These two blocks are conventionally paraffin blocks or frozen blocks.
  • the support 2 can be mobile and the block plates are fixed or vice versa.
  • the coring device 1 is used in the following manner.
  • the device 1 is preferably used in a vertical position as it appears in the plane of the figure.
  • the retraction of the ejector 7 and the external punch 5 is controlled in order to at least partially release the internal punch 6.
  • the receiving block 10 is brought into position by precisely fixing its position with the help of a control system. classic tracking. Firstly, a core is taken from the recipient block 10 by means of the internal punch 6 to reserve an insertion recess of the tissue sample. During this phase, the outer punch 5 and the ejector 7 are completely retracted as indicated above.
  • a core is then taken from a donor block 9 with the aid of the external punch 5, bringing this block vertically to the punches.
  • the internal punch 6 and the ejector 7 are retracted completely towards the support 2 manually using a rack or automatically using the hydraulic or electrical unit.
  • the sample core is separated from the donor block 9 by the rotation of the outer punch 5.
  • the core taken from the donor block 9 is then transferred into the recipient block 10 after returning it to the position initially identified by matching the recess obtained previously with the position of the outer punch 5.
  • the core taken from the donor block 9 is then transferred into this recess by sliding the ejector 7 and the internal punch 6 in the outer punch 5.
  • the depth at which the core is introduced into the recess is determined.
  • This sequence of operations is repeated as many times as necessary to obtain the number of cores desired in the recipient block 10 using different donor blocks 9.
  • the coring device 1 according to the invention is included in an assembly not shown here, which makes it possible to motorize the translational and rotational movements of the punches 5 and 6 and the ejector 7 as well as the positioning of the punches at above the donor and recipient blocks.
  • tissue arrayer makes it possible to construct "tissue arrays" from donor blocks embedded in paraffin or from frozen blocks. In the latter case, the punches are themselves chilled to preserve the frozen state of the carrots during the sampling and transfer.
  • the apparatus 1 comprises a carrier plate 12 for supporting donor blocks 9 and a second carrier plate 12 'for carrying the receiving blocks 10. These trays 12 and 12' can be removed from the apparatus 1 to to be loaded into donor blocks and recipients.
  • the apparatus 1 may also comprise a platform comprising positioning means for the carrier plates. This platform can integrate one or more positions for donor block trays according to the capacity desired by the user. Each position includes a refrigeration system to keep the donor and recipient blocks frozen during the construction of frozen tissue arrays if operated from frozen blocks.
  • the apparatus comprises a coring device as previously described placed on a motorized assembly allowing movement to the nearest micron along the three axes in space in order to place the coring system in precise positions and parameterized above the donor blocks and recipients.
  • the motorization also allows the independent rotation of each punch, as well as the sliding of each punch and the ejector.
  • the apparatus may also comprise an optical system 13 and a first software interface 14 allowing the setting of the coring position (s) on the donor block, and a second software interface (15) for setting the positions of the cores on the receiving block (s). .
  • the apparatus can integrate a positive identification system 16 of the donor and recipient blocks before each coring (reading of barcode, magnetic, etc.) to avoid any error.
  • It can also include a system for detecting the sampling and the length of cores and associated error management.

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Abstract

L'invention concerne un dispositif de prélèvement de carottes 1 destiné à la construction de « tissue array » du type comportant un poinçon de prélèvement 5 de carottes d'échantillon, un poinçon de carottage 6 pour la réalisation d'évidements dans un ou plusieurs blocs dits receveur et un moyen d'éjection 7 des carottes prélevées dans un ou plusieurs blocs receveurs en paraffine ou en tout milieu congelé ou non.
Le poinçon de carottage 6 est monté de manière sensiblement coaxiale dans le poinçon de prélèvement 5, le poinçon de prélèvement étant en position externe, les deux poinçons 5, 6 étant mobiles en translation et/ou rotation l'un par rapport à l'autre, et le moyen d'éjection étant agencé pour éjecter les carottes de chaque poinçon.

Description

  • Le secteur technique de la présente invention est celui des dispositifs permettant de produire des « tissue array ».
  • Le « tissue array » est une technique de montage de coupes des tissus biologiques sur lame de microscope en vue de leur analyse visuelle ou électronique. La technique du « tissue array » autorise le montage d'un grand nombre de coupes de tissus sur une même lame contrairement à la technique traditionnellement pratiquée dans les laboratoires de pathologie avec laquelle une à trois coupes peuvent être montées ensemble.
  • La technique du « tissue array » consiste à prélever une ou plusieurs carottes dans plusieurs dizaines, voire plusieurs centaines de blocs différents contenant des prélèvements tissulaires soit inclus dans de la paraffine, soit congelés. L'ensemble des carottes est ensuite assemblé dans un bloc de paraffine ou dans un milieu d'inclusion congelé dans lequel ont été pratiqués des évidements.
  • La technique du « tissue array » est bien connue et il n'est pas nécessaire de la décrire plus en détail.
  • On peut se reporter par exemple au brevet US-6103518 qui décrit un dispositif de carottage. La réalisation proposée est complexe et fondée sur un bras pivotant de manière à amener successivement dans une position de travail deux poinçons de prélèvement. La rotation du poinçon à l'autre contraint à un alignement parfait des deux poinçons au-dessus de la position de carottage. De plus, la position de la plate-forme porte blocs donneurs doit être modifiée à chaque opération, ce qui rend l'utilisation d'un tel dispositif peu commode et lent.
  • Le but de la présente invention est de fournir un dispositif de carottage de conception simple, de mise en oeuvre facile pour l'utilisateur et permettant de remédier à ces inconvénients.
  • L'invention a donc pour objet un dispositif de prélèvement de carottes destiné à la construction de «tissue array» du type comportant un poinçon de carottage pour la réalisation d'évidements dans un ou plusieurs blocs dits receveurs, un poinçon de prélèvement de carottes d'échantillon et un moyen d'éjection dans un ou plusieurs blocs receveurs en paraffine ou en tout milieu congelé ou non des carottes prélevées, caractérisé en ce que le poinçon de carottage est monté de manière sensiblement coaxiale dans le poinçon de prélèvement, le poinçon de prélèvement étant en position externe, les deux poinçons étant mobiles en translation et/ou rotation l'un par rapport à l'autre, et le moyen d'éjection étant agencé pour éjecter les carottes de chaque poinçon.
  • Selon une caractéristique de l'invention, le moyen d'éjection est disposé dans le poinçon de prélèvement.
  • Selon une autre caractéristique de l'invention, le moyen d'éjection se présente sous la forme d'une tige.
  • Selon encore une caractéristique de l'invention, le diamètre externe de la tige est proche du diamètre interne du poinçon de prélèvement.
  • Selon encore une caractéristique de l'invention, les poinçons et le moyen d'éjection sont mobiles en translation et en rotation indépendamment les uns par rapport aux autres.
  • Selon encore une caractéristique de l'invention, le diamètre interne du poinçon de carottage correspond sensiblement au diamètre externe de la carotte prélevée dans le bloc donneur.
  • Selon encore une caractéristique de l'invention, le poinçon de prélèvement présente un diamètre interne correspondant sensiblement au diamètre externe de la carotte prélevée dans le bloc receveur.
  • Selon encore une caractéristique de l'invention, les poinçons présentent un bord aiguisé, destiné à faciliter la pénétration desdits poinçons dans la paraffine ou le bloc congelé ainsi que l'extraction des carottes.
  • Selon encore une caractéristique de l'invention, le dispositif comprend un système optique et une première interface logiciel permettant le paramétrage de la ou des positions de carottage sur un bloc donneur, une seconde interface logiciel pour le paramétrage des positions des carottes sur le ou les blocs receveurs, et un système d'identification positive des blocs donneurs et receveurs.
  • Un tout premier avantage du dispositif selon l'invention réside dans le fait qu'elle permet aux pathologistes d'étudier un grand nombre de patients simultanément avec un budget restreint et dans un délai limité. Cela permet donc de largement accélérer les progrès de la connaissance dans la recherche vers de nouvelles méthodologies pronostiques, diagnostiques et donc de nouveaux traitements.
  • D'autres caractéristiques, détails et avantages de l'invention ressortiront plus clairement de la description donnée ci-après à titre indicatif en relation avec des dessins dans lesquels :
    • la figure 1 représente une vue schématique du dispositif selon l'invention,
    • la figure 2 montre un exemple de réalisation d'une plate-forme porte blocs, et
    • la figure 3 illustre un exemple de réalisation d'un système de carottage.
  • Sur la figure 1, on a représenté un dispositif de carottage 1 monté sur un support 2 lui-même solidaire d'un bâti 3 fixé sur une platine support 4 destinée à supporter l'ensemble des éléments nécessaires au fonctionnement du dispositif, telle une centrale hydraulique ou électrique nécessaire à la commande des différents éléments comme cela sera expliqué ci-après. Il comporte classiquement un poinçon de carottage 6 et un poinçon de prélèvement 5.
  • Suivant l'invention, ces deux poinçons 5 et 6 sont disposés alignés sur un même axe longitudinal en définissant un poinçon interne et un poinçon externe. Dans la suite de la description, on parlera du poinçon externe 5 et du poinçon interne 6. Le support 2 reçoit le poinçon externe 5, le poinçon interne 6 et un éjecteur 7. Ces trois pièces sont montées alignées sur un même axe et étant coulissant l'une part rapport à l'autre. Les poinçons 5 et 6 se présentent sous la forme de deux tubes, le poinçon interne 6 étant inséré dans le poinçon externe 5. Ces deux poinçons coulissent suivant un mouvement de va et vient indépendamment l'un de l'autre. L'éjecteur 7 se présente sous la forme d'une pièce cylindrique pleine insérée dans le poinçon interne. L'ensemble de ces trois pièces constitue ainsi un ensemble compact permettant d'assurer toutes les fonctionnalités du dispositif 1. Par ailleurs ces trois pièces sont rendues mobiles soit manuellement à l'aide de systèmes à crémaillères soit à l'aide de la centrale hydraulique évoquée précédemment.
  • Sur la figure, on a également représenté une plaque support 8 sur laquelle sont fixés deux blocs de carottage 9 et 10. Le bloc 9 est constitué par exemple d'un échantillon de tissus dans lequel on va procéder à des prélèvements. Ce bloc 9 sera qualifié de bloc donneur. Le bloc 10 est un bloc vierge destiné à recevoir les échantillons prélevés dans différents blocs donneurs. Le bloc 10 sera qualifié de bloc receveur. Ces deux blocs sont classiquement des blocs de paraffine ou des blocs congelés.
  • Avantageusement, le support 2 peut être mobile et les plaques de blocs sont fixes ou l'inverse.
  • Le dispositif de carottage 1 selon l'invention est utilisé de la manière suivante. Bien entendu, le dispositif 1 est préférentiellement utilisé en position verticale telle qu'elle apparaît dans le plan de la figure.
  • On commande tout d'abord l'escamotage de l'éjecteur 7 et du poinçon externe 5 afin de libérer au moins partiellement le poinçon interne 6. On amène le bloc receveur 10 en fixant précisément sa position à l'aide d'un système de repérage classique. On prélève tout d'abord une carotte dans le bloc receveur 10 à l'aide du poinçon interne 6 pour réserver un évidement d'insertion de l'échantillon de tissu. Pendant cette phase, le poinçon externe 5 et l'éjecteur 7 sont escamotés complètement comme indiqué ci-dessus.
  • On commande une rotation du poinçon interne 6 pour expulser la carotte prélevée du bloc receveur. Cette rotation casse la base de la carotte qui peut donc être extraite sans difficulté. La carotte est éliminée en faisant coulisser l'éjecteur 7 dans le poinçon interne 6.
  • On prélève ensuite une carotte dans un bloc donneur 9 à l'aide du poinçon externe 5 en amenant ce bloc à la verticale des poinçons. Pour ce faire, le poinçon interne 6 et l'éjecteur 7 sont escamotés complètement vers le support 2 manuellement à l'aide d'une crémaillère ou automatiquement à l'aide de la centrale hydraulique ou électrique. On sépare la carotte d'échantillon du bloc donneur 9 par la rotation du poinçon externe 5.
  • On transfère alors la carotte prélevée du bloc donneur 9 dans le bloc receveur 10 après avoir ramené celui-ci dans la position repérée initialement en faisant correspondre l'évidement obtenu précédemment avec la position du poinçon externe 5. La carotte prélevée dans le bloc donneur 9 est alors transférée dans cet évidement par le coulissement de l'éjecteur 7 et du poinçon interne 6 dans le poinçon externe 5.
  • En contrôlant la hauteur à laquelle l'éjecteur 7 s'arrête, on détermine la profondeur à laquelle la carotte est introduite dans l'évidement.
  • On recommence cette séquence d'opérations autant de fois que nécessaire pour obtenir le nombre de carottes désirées dans le bloc receveur 10 en utilisant différents blocs donneurs 9.
  • Avantageusement, le dispositif de carottage 1 selon l'invention est.inclus dans un ensemble non représenté ici, qui permet de motoriser les mouvements de translation et de rotation des poinçons 5 et 6 et de l'éjecteur 7 ainsi que le positionnement des poinçons au-dessus des blocs donneurs et receveurs.
  • Cet appareil, dénommé selon le vocable anglais « tissue arrayér », permet de construire des « tissue arrays » à partir de blocs donneurs inclus dans de la paraffine ou à partir de blocs congelés. Dans ce dernier cas, les poinçons sont eux-mêmes réfrigérés pour préserver l'état congelé des carottes lors du prélèvement et du transfert.
  • Sa structure peut se présenter de la manière suivante.
  • Selon une réalisation, l'appareil 1 comporte un plateau porteur 12 destiné à supporter des blocs donneurs 9 et un second plateau porteur 12' destiné à porter les blocs receveurs 10. Ces plateaux 12 et 12' peuvent être retirés de l'appareil 1 pour être chargés en blocs donneurs et receveurs. L'appareil 1 peut comporter également une plate-forme comportant des moyens de positionnement pour les plateaux porteurs. Cette plate-forme peut intégrer une ou plusieurs positions pour des plateaux à blocs donneurs en fonction de la capacité souhaitée par l'utilisateur. Chaque position comporte un système de réfrigération pour maintenir congelés les blocs donneurs et receveurs lors de la construction de « tissue arrays » congelés si on opère à partir de blocs congelés.
  • L'appareil comprend un dispositif de carottage tel que décrit précédemment placé sur un ensemble motorisé permettant le déplacement au micron près selon les trois axes dans l'espace afin de placer le système de carottage en des positions précises et paramétrées au-dessus des blocs donneurs et receveurs. La motorisation permet également la rotation indépendante de chaque poinçon, ainsi que le coulissement de chaque poinçon et de l'éjecteur.
  • L'appareil peut également comprendre un système optique 13 et une première interface logicielle 14 permettant le paramétrage de la ou des positions de carottage sur le bloc donneur, et une seconde interface logicielle 15 pour le paramétrage des positions des carottes sur le ou les blocs receveurs.
  • L'appareil peut intégrer un système d'identification positive 16 des blocs donneurs et receveurs avant chaque carottage (lecture de code-barres, magnétiques, etc...) pour éviter toute erreur.
  • Il peut encore comprendre aussi un système de détection du prélèvement et de la longueur des carottes et de gestion associée des erreurs.
  • Enfin, il peut être enclos dans une enceinte close afin d'empêcher les utilisateurs d'intervenir durant les mouvements du système de carottage et de protéger les échantillons durant les opérations et à les maintenir en atmosphère sèche pour éviter la formation de condensation et de givre sur les blocs, les structures et les poinçons en cas de construction de « tissue array » à partir de blocs donneurs congelés.

Claims (9)

  1. Dispositif de prélèvement de carottes (1) destiné à la construction de « tissue array » du type comportant un poinçon de prélèvement (5) de carottes d'échantillon, un poinçon de carottage (6) pour la réalisation d'évidements dans un ou plusieurs blocs dits receveur et un moyen d'éjection (7) des carottes prélevées dans un ou plusieurs blocs receveurs (10) en paraffine ou en tout milieu congelé ou non, caractérisé en ce que le poinçon de carottage (6) est monté de manière sensiblement coaxiale dans le poinçon de prélèvement (5), le poinçon de prélèvement étant en position externe, les deux poinçons (5, 6) étant mobiles en translation et/ou rotation l'un par rapport à l'autre, et le moyen d'éjection étant agencé pour éjecter les carottes de chaque poinçon.
  2. Dispositif selon la revendication 1, caractérisé en ce que le moyen d'éjection (7) est disposé dans le poinçon interne (6).
  3. Dispositif selon la revendication 2, caractérisé en ce que le moyen d'éjection (7) se présente sous la forme d'une tige.
  4. Dispositif selon la revendication 3, caractérisé en ce que le diamètre externe de la tige est proche du diamètre interne du poinçon interne (6).
  5. Dispositif selon l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisé en ce que les poinçons (5, 6) et le moyen d'éjection (7) sont mobiles en translation et en rotation indépendamment les uns par rapport aux autres.
  6. Dispositif selon l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisé en ce que le diamètre interne du poinçon externe (5) correspond sensiblement au diamètre externe de la carotte prélevée dans le bloc donneur (9).
  7. Dispositif selon l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisé en ce que le poinçon interne (6) présente un diamètre interne correspondant sensiblement au diamètre externe de la carotte prélevée dans le bloc receveur (10).
  8. Dispositif selon l'une des revendications 2 à 7, caractérisé en ce que les poinçons (5, 6) présentent un bord aiguisé, destiné à faciliter la pénétration desdits poinçons dans la paraffine ou le bloc congelé ainsi que l'extraction des carottes.
  9. Dispositif selon l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisé en ce qu'il comprend un système optique (13) et une première interface logiciel (14) permettant le paramétrage de la ou des positions de carottage sur un bloc donneur (9), une seconde interface logiciel (15) pour le paramétrage des positions des carottes sur le ou les blocs receveurs (10), et un système d'identification positive (16) des blocs donneurs (9) et receveurs (10).
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